最新智能井盖系统设计方案

1、智能井盖系统设计方案 概述 本井盖系统设计方案适用于我公司智能井盖系统的设计，内容包 括系统概述、工作原理、部件介绍、基本参数、检验测试等内容。 系统设计采用高靠电子装置及无线信号传输系统实时地检测井盖 状态，用于预防和减少由于井盖破损、被盗、汽车过度重压以及井下 水位过高导致的安全事故或损失。系统能及时地将报警信息传达到监 控中心和巡查人员。智能井盖系统采用高强度复合材料构成盖体，可 以在道路、广场、机场等场地水平安装使用。 井盖破损报警原理：井盖盖体内有破损检测线圈，且与电子装置 相连，一旦井盖破损，检测线圈断开，电子装置就会产生报警。 井盖倾斜、振动报警原理：井盖电子装置内采用An al

2、og Device 公司的专用芯片（或同类芯片），芯片输入固定的阈值，当井盖倾斜、 振动超过此阈值时就会产生报警。 井下水位报警原理：井下水管破裂或其他原因可导致井下水位上 涨。井盖电子装置采用超声波定时检测水位高度， 当检测到水面高度 超过规定值时就会产生报警。 系统组成 井盖系统的组成示意图如上所示，主要构成及用途如下： 井盖：指安装好电子防盗装置的井盖。投入使用后通过电子装置检测 井盖的倾斜、振动移位、破损以及井下水位状态。检测到报警状态后 通过无线方式向系统监控中心和巡查人员发出报警信号。 中继器：系统中用于接收井盖信号，便于远距离传输的电子装置。 无线集中器：系统中用于接收井盖或中继

3、器信号的电子装置。无线集 中器通过内部的GSM/GPRSLora无线模块将信号转发到井盖系统监 控中心。 无线手持机：用于生产过程中对智能井盖进行功能测试， 也可在现场 维修中使用。手持机内部用可充电池供电，连续工作时间大于 72小 时，待机时间200小时。手持机配备外接DC+12V,1A勺直流稳压电源 进行充电。无线手持机的基本功能： (1) 按键操作，LCD显示各种状态和参数。 (2) 生产过程中进行井盖编码设置和确认。 (3) 对井盖进行功能测试。 设计特点 (1) 安装维护方便，系统成本低，不产生较大的后期费用。 (2) 报警及时，报警时间设计小于 30秒。 (3) 系统电池备用时间长

4、，设计大于 4年。 (4) 系统使用简单，无需专人长时值守。 (5) 系统可切换使用频率，防止信号阻塞。 (6) GPRS网络阻塞时，系统仍然具有报警功能。 (7) 井盖系统监控中心可以远离井盖现场，不受距离限制。 井盖系统基本功能/规格 (1) 系统采用GPRS短信、及470MHz 475 MHZ的Lora无线信号 进行通讯。 (2) 工作频率：前端频率 470MHz 475 MHz系统默认工作频率为 470MHz在默认频率信号发生阻塞时，通过控制中心切换到其他频率。 (3) 使用寿命：无线集中器、中继器及井盖的电池设计使用寿命为 4年，无线集中器电池备用时间不低于 48小时，其它部件为5年

5、。 使用年限到期、重新检测合格后可投入再使用。 (4) 报警时间：小于30秒。(不包括由于移动网络导致的等待时间。) (5) 报警内容：井盖倾斜、移位、振动报警、井盖破损和井下水位 报警。倾斜报警阈值：12 -18 ;振动报警阈值：0.3g/s2 - 0.6g/s2 ;井下水位报警阈值：距感应面 45cm - 55cm;破损报警面 积阈值 25 cm2-30cmio (6) 系统每4小时自检一次，包括通讯状态，电池电压等，这些状 态出现异常时，系统会显示故障报警信号。 (7) 井盖监控中心显示每个井盖的报警状态、自检状态。必要时监 控中心发出前端频率切换命令，保证信号传输通畅。 (8) 工作温

6、度：井盖、中继器工作温度-2 0 C60 C,湿度0 95%RH其他工作温度-10 Cto 45 C,湿度090%RH存储温度： -10 C to 45 C,湿度060%RH无尘环境。 各部件基本规格如下： 序号 部件名称 规格 备注 1 井盖 井盖、电子控制盒可分离。 电池：ER26500或等同型号。 电池使用时间：4年。 电池最大电流：100mA 电池休眠电流：20卩A。 *通讯距离：500米。 测试条件为空旷道 路。 接收灵敏度：优于-115dB。 最大发射功率：20dB 唤醒时间：4.5秒。 2 中继器 电池：ER26500或等同型号。 电池使用时间：4年。 电池最大电流：100mA

7、电池休眠电流：25卩A。 *通讯距离：500米。 接收灵敏度：优于-115dB。 最大发射功率：20dBo 唤醒时间：1.5秒。 测试条件为空旷道 路。 3 无线集中 器 电源：AC220,50Hz,5W 内部备用电池：DC7.2V, 2300Mh,LI-MH 电池组。 电池备用时间：48小时。 充电时间：10小时。 *通讯距离：500米。 *接收灵敏度：优于-115dBo 最大发射功率：20dBo 唤醒时间：1秒。 测试条件为空旷道 路。接收灵敏度指 井盖前端的信号接 收灵敏度。 4 监控中心 见智能井盖监控中心平台设计说明书 井盖工作启动流程 井盖投入使用前未装入电池。井盖装入电池后井盖电

8、子装置首先 对内部电路进行自检，如果系统正常，井盖的状态LED每500毫秒灭， 100毫秒亮；如果井盖电路有故障，则进入低功耗模式，井盖的状态 LED灭。井盖电路自检通过，静止10分钟后电子装置开始工作。 中继器工作启动流程 中继器投入使用前未装入电池。中继器装入电池后井盖电子装置 对内部电路进行自检，如果系统正常，中继器的状态LED每500毫秒 灭，100毫秒亮；如果中继器电路有故障，则进入低功耗模式，中继 器的状态LED灭。中继器开始正常工后处于接收模式，工作方式为休 眠1秒，接收10毫秒。当接收到井盖和无线集中器发出的命令后会 执行命令并根据命令的种类返回执行成功信号到发送方。中继器接收

9、 到井盖组网配置命令后立即记录对应井盖的编号；中继器接收到无线 集中器组网配置命令后立即记录无线集中器的编号。组网配置成功后 中继器的状态LED每20秒灭，20毫秒亮。 无线集中器工作启动流程 无线集中器负责控制中心与井盖前端系统之间的信号接收和转 发。加电后无线集中器通过 GPRS!动登录到监控中心指定的服务器。 无线集中器投入使用前未装入电池，装入电池、接通外接电源后 电子装置对内部电路进行自检，如果内部电路正常，无线集中器的状 态LED每500毫秒灭，100毫秒亮；如果内部电路有故障，无线集中 器进入低功耗模式，状态LED灭。系统进入正常工作后，状态LED每 2秒灭，100毫秒亮。 无线

10、集中器默认有超级手机号码，该超级手机号码的用户需向井 盖巡查人员的手机号码授权。授权后无线集中器在系统报警时向巡查 人员发出报警信息，井盖巡查人员也可通过授权的号码查询井盖状 态。 通讯网络的初始建立 井盖系统的通讯网络指井盖系统用于报警，状态检测的信号传输 网络系统，系统的正常工作是在通讯网络正常的基础上进行的。其信 号流向可参见前述井盖系统信号流程图。 每个井盖、中继器和无线集中器有唯一编码，初始加电自检后， 井盖电子装置首先进行组网配置：井盖搜索最近的中继器或无线集中 器，并将获得网络参数记录在 EPRO中,同时中继器或无线集中器将 发送网络组网信号井盖的编号记录在自己的 EPRO中。网

11、络参数用于 配置无线信号传输的电子模块，也是无线信号传输的路径。井盖成功 组网后，井盖的状态LED每20秒灭，10毫秒亮。 中继器完成自检后，中继器进入网络配置等待模式，每休眠 1秒 接收20毫秒。在每个接收时间内中继器查询 470MHz和471MHZ勺网 络组网配置请求信号各一次，一旦查询到有效的请求信号，立即将返 回成功信号给对方，组网成功，同时将对方的编号记录到EPROW。 中继器接收组网配置信号的来源包括井盖、 其他中继器以及无线集中 器发出的组网配置请求信号。中继器接收到这些组网配置信号后以编 号进行区分其来源。 无线集中器加电，完成自检后自动登录到监控中心的服务器，然 后开始等待监

12、控中心服务器、超级号码手机用户或者经过超级号码手 机用户授权的手机用户发出的系统组网配置命令。该组网配置是为了 建立无线集中器与中继器之间、中继器与中继器之间的组网配置。无 线集中器接收到该配置命令后与最近中继器进行组网配置，其组网原 理与井盖到中继器之间的组网原理配置相同。 中继器与无线集中器组 网配置成功后再与下行的中继器进行组网配置，其组网原理相同。 井盖监控中心与无线集中器之间采用 GPRS互联网进行网络连接。 井盖系统前端的工作频率切换 井盖前端的工作频率是指中继器、无线集中器与井盖之间的信号 传输频率以及中继器与集中器、中继器之间的信号传输频率。 控制中心根据系统的自检状态表来判定

13、井盖前端系统无线传输 是否受到阻塞或者干扰。当井盖前端系统无线传输出现阻塞或者干扰 时可以由控制中心发出频率切换命令， 以恢复系统正常的通讯。命令 传输流向： 控制中心- 无线集中器- 中继器- 井盖 或者 控制中心- 无线集中器 井盖 工作频率切换原理： 监控中心在无报警状态下定时或者立即执行网络状态查询命令， 用 查询到的信息刷新监控中心软件平台的通讯状态信息表。 监控操作人 员可以通过状态表获知系统的通讯状态是否正常。 中继器和井盖如果在规定时间内没有接收到默认频率下的数据就 会自动轮换在频率471MHz,473MH和475MHz 3个频率点等待接收系 统的频率切换命令；无线中继器发出的

14、频率切换频率命令是以广播信 号方式进行，系统无需进行编码的识别。系统通过执行网络状态查询 命令后观察监控中心软件平台的通讯状态信息表判定是否频率切换 成功。系统切换频率成功后会锁定工作频率。 井盖报警流程 井盖一旦检测到报警状态，立即将包含报警状态和井盖编码的报 警信息发送到无线集中器，无线集中器收到后立即将该报警信息通过 无线集中器的GSM/GP模块发送到控制中心进行报警显示，同时无线 集中器也会把报警信息发送到井盖巡查人员的手机。报警状态用于区 分报警的种类，井盖编码用于区分报警的来源。第一次报警不成功， 会最多重报警3次。 系统监控中心基本功能 系统监控中心的基本功能如下： （1）通过G

15、PRS与无线中继器进行连接，进行数据命令传输。 （2）用地图方式显示井盖的位置和编码。 （3）显示每个井盖的通讯状态是畅通，并定时刷新。 （4）向某个井盖或者全部井盖发出通讯状态查询命令。 （5）向井盖前端系统发出频率切换命令。 （6）向无线集中器发出组网命令，井盖前端系统收到命令后自动 配置网络系统。 （7）向某个井盖或者全部井盖发出关闭或打开报警功能。 （8）控制中心与无线集中器之间默认采用 GPRS模式。在GPRS模 式阻塞时自动切换到短信模式 ,GPRS信号正常后可以自动恢复到 GPRS模式。（*该项功能为可选功能。） 井盖监控中心平台软件安装完成后，在操作人员的控制下直接启 动网络连

16、接，系统接入正常工作状态。 系统的安装 首先按照相关使用安装手册安装井盖、中继器、无线集中器和监 控中心平台软件。系统安装完成后装入井盖和中继器的电池， 然后打 开无线集中器的电源，运行监控中心的监控软件。 系统全部加电，监控启动完成并等待 10分钟后观察监控中心的 “通讯状态”，应该显示全部正常。 通过超级手机号码用户向无线集中器发出命令设置授权使用手机 号码。 使用授权手机号码向无线集中器发出查询命令，查询某个井盖的 状态，观察有无返回。 系统验收测试 井盖系统安装完成后应按智能井盖系统/部件验收大纲的“系 统安装验收”进行，验收应填写验收记录单，记录单应由有关部门存 档。 系统日常使用和维护 井盖系统经过安装，验收投入使用后由监控中心和巡查人员实时 地监控井盖是否报警。巡查人员得到报警信息后应尽快到现场查看和 处理报警，根据报警种类和现场勘查情况对报警井盖进行处理。巡查 人员可以通过手机发出查询短信命令来确认井盖是否报警。必要时更 换井盖或者井盖的电子装置。如果井盖无任何损坏，巡查人员应通过 手机向已报警的井盖发出清除报警命令，否则会出现重复报警现象。 监控中心值守人员应留意通讯状态和报警信息，在收到报警信息 后应通知巡查人员进行报警处理，值守人员应核实监控中心的报警与 巡查人员接到的报警是否一致。监控中心值守人员发现通讯状态异常 后可通过执行频率切换命令使报警